[发明专利]面阵CMOS在全局快门工作方式下的相对辐射校正方法

说明书

面阵CMOS在全局快门工作方式下的相对辐射校正方法，涉及一种面阵CMOS的相对辐射校正方法，解决现有面阵CMOS探测器在全局快门方式下工作时存在噪声更大、动态范围小、像元响应均匀性差和由于漏光单幅图像内各行的灰度值逐渐变低等问题，积分球粗略辐射定标，寻找出线性响应区域范围；积分球的精细辐射定标，探测器各行响应特性的统计计算，探测器各像素响应系数的计算，探测器各像素斜率校正系数a_{adjust_ij}和偏置校正系数b_{adjust_ij}的计算，本发明对成像方式进行严格控制，采用积分球辐射定标获取探测器各行的响应特性，对获取的图像数据进行相对辐射校正以提高成像质量，去除固定图形噪声。

技术领域

本发明涉及一种面阵CMOS的相对辐射校正方法，具体涉及一种面阵CMOS在全局快门工作方式下的相对辐射校正方法。

背景技术

面阵CMOS探测器随着工艺技术的进步，存在体积小、重量轻、功耗低、高帧频的优势，和线阵成像相比，在全局快门方式下工作时整幅图像仅需要一组外方位元素，在未来的高空间和光谱分辨率的超光谱成像和面阵测试应用中有广阔的应用前景。和卷帘快门工作方式相比，面阵CMOS探测器在全局快门方式下工作时存在噪声更大、动态范围小、像元响应均匀性差和单幅图像内各行的灰度值逐渐变低的特点。

寄生光灵敏度(parasitic light sensitivity)，是全局快门CMOS图像传感器的特有参数，也是单幅图像内各行的灰度值逐渐变低的原因。对于全局曝光CMOS图像传感器，阵列中的所有像素同时开始和停止曝光，曝光收集的光生信号电荷储存在如上所述的电荷域或电压域存储节点之中。对于一定阵列规模的CIS，全部像素的读出需要一定的时间，面阵规模越大，读出的时间也就越长，因此第一个像素的读出和最后一个像素的读出就存在时间差。在这段时间差内，由于存在MOS管的漏电以及存储节点受寄生光的干扰(光照产生的光生信号被吸引至存储节点)等情况，这些因素都会对存储节点的信号造成影响。

发明内容

本发明为解决现有面阵CMOS探测器在全局快门方式下工作时存在噪声更大、动态范围小、像元响应均匀性差和由于漏光单幅图像内各行的灰度值逐渐变低等问题，提供一种面阵CMOS在全局快门工作方式下的相对辐射校正方法。

面阵CMOS在全局快门工作方式下的相对辐射校正方法，该方法由以下步骤实现：

步骤一、积分球粗辐射定标，确定CMOS探测器线性响应区域；

步骤二、在确定CMOS探测器线性响应区域内，积分球精辐射定标，计算CMOS探测器各行响应特性，采用CMOS探测器多幅的中间行行的灰度平均值作为基准值，所有像素在校正过程中均以此值作为参考基准进行映射，m为行数；

对于第行，其输出的平均灰度值和入射光能量L_p的关系由该行的响应斜率和偏置系数来表示，p为不同入射光能量所对应的区段点；

步骤三、针对CMOS探测器的第一行的第一个像素，其输出的原始的平均灰度值D_11p和入射光能量L_p的关系由该行的响应斜率a₁₁和偏置系数b₁₁表示；

D_11p＝a₁₁×L_p+b₁₁

则对于第一行的第一个像素，其校正后的平均灰度值D_{adjust_11p}与原始的平均灰度值D_11p的关系如下：

则对于每个像素，最终的斜率校正系数a_{adjust_ij}和偏置校正系数b_{adjust_ij}的公式为：